泄水建筑物分類功能與案例講義

第4章

泄水建筑物4.1泄水建筑物的分類和作用一、按功能分類二、按樞紐布置地位分類三、按泄水方式分類泄水建筑物按泄水方式可分為以下五類：壩頂溢流式大孔口溢流式壩身泄水孔明流泄水道泄水隧洞四、泄水建筑物的作用按功能可分為以下三類：

4.2溢流壩（1）泄洪建筑物（2）泄水孔（放水孔）（3）施工泄水道一、溢流壩的工作特點

溢流壩既是擋水建筑物又是泄水建筑物，除應(yīng)滿足穩(wěn)定和強度要求外，還需要滿足泄水的要求。(1)壩頂溢流式二、溢流壩的孔口形式(2)大孔口溢流式三峽工程LLLLLQ溢流孔口尺寸的確定(1)單寬流量的確定設(shè)L為溢流段凈寬（不包括閘墩的寬度），則通過溢流孔口的單寬流量為：q=1)溢流前緣總長L0應(yīng)為：(2)孔口尺寸

當(dāng)采用大孔口泄洪時，可用下式計算出堰頂水頭H0

當(dāng)采用開敞式溢流時，可利用下式，計算出堰頂水頭H0

2）溢流壩的堰頂高程三、溢流壩的閘門和啟閉機1.閘門的類型與作用水工閘門按其功用可分為工作閘門、事故閘門、檢修閘門。

四、溢流壩的閘墩和工作橋1.閘墩的作用閘墩的作用是將溢流壩前緣分隔為若干個孔口，并承受閘門傳來的水壓力（支承閘門），也是壩頂橋梁和啟閉設(shè)備的支承結(jié)構(gòu)。五、溢流壩的橫縫的布置①縫設(shè)在閘墩中間②縫設(shè)在溢流孔跨中六、溢流面曲線及剖面1.溢流面曲線溢流面曲線由頂部曲線段、中間直線段和下部反弧段三部分組成。設(shè)計要求：有較高的流量系數(shù)；

水流平順，不產(chǎn)生空蝕。堰面曲線方程如下：式中：Hd—定型設(shè)計水頭，按堰頂最大作用水頭Hmax的75%～95%計算XY對于設(shè)有胸墻溢流堰的堰面曲線：Hd——定型設(shè)計水頭，一般取孔口中心至校核洪水位的75%～95%；φ

——孔口收縮斷面上的流速系數(shù)，一般取φ=0.95。反弧搞段溢流潮壩下卵游反顧弧段說的作豬用是榜使溢孟流壩尊面下蔑泄的仍水流揚平順初地與削下游絲式消能污設(shè)施授相銜遍接。直線段中間礎(chǔ)的直玩線段升與壩福頂曲顆線和筐下部夸反弧疫段相鑒切，港坡度庭一般路與非死溢流觀壩段咱的下析游坡緊相同環(huán)。具騙體應(yīng)拉由穩(wěn)脆定和罪強度幼分析屬及剖公面設(shè)倍計確斗定。2.溢流拱壩享剖面自由跌流式鼻坎腫挑流測式滑雪道脆式溢流拱蝕壩--諸-壩頂溢塞流布置自由跌渾流結(jié)構(gòu)最雅簡單，察多用于副單寬流眾量較小對的拱壩懸。下跌水疫流落點截據(jù)壩址肉較近，貨壩下沖穩(wěn)刷容易老危及壩臣基，需廢有較好透的基巖與、較深譜的水墊蹈，并應(yīng)爛經(jīng)常采賣取保護鬼措施。湖南蠢半江氏拱壩鼻坎換挑流溢流堰岸頂適當(dāng)?shù)晗蛏舷掳裼螒冶叟侍舫?。挑流落虛水點較些跌流遠風(fēng)，但離燙壩仍近娛，仍需冠有一定蠻的水墊慢，必要緞時采取質(zhì)河床底板部的防賴沖措施嘗，單寬池流量仍藥需加以坊限制。流溪睜河拱丹壩滑雪道攀式適用于緊下泄流幸量較大哭，要求膚下泄水元流落點有遠離壩箱址，或船利用廠劫房頂溢子流的拱攤壩。我國已句建的烏殊江渡重爛力拱壩虜、東江蓮拱壩、鏡緊水灘洽拱壩等艦都采用紅了這種散形式。烏江釘渡拱符壩七、溢展流壩的斑下游連城接1.挑流消次能2.底流恒消能2.底流消翻能3.面流消牢能4.消力戽直消能4.3壩身泄濫水孔一、帆重力熔壩的妄泄水醬孔1.作用鵲：預(yù)肯泄水光庫、虜排沙顛、導(dǎo)縱流、壩發(fā)電掀供水2.工作破條件面：孔晉內(nèi)流把速高炭，易慶引起睜空蝕權(quán)、閘虛門振辰動，睬孔道體形柴設(shè)計重要叔；深晌水閘勿門水盾壓力智大、挪啟閉另力大攜，門挪體結(jié)撕構(gòu)、餡止水扎、啟鋪閉設(shè)扯備復(fù)梢雜，惰檢修緊不便賀。3.類型：1）按亂所處嫁高度胃分：姐中孔臉、底謠孔2）按弱布置蛋層數(shù)離分：無單層土、雙買層3）按流歌態(tài)分：乓有壓、妄無壓有壓孔——泄流美時孔競內(nèi)保薦持滿流有惡壓工作閘畝門在出飾口，以蟻穩(wěn)定孔餐內(nèi)水流隙保持有壩壓，有斗利門后尿補氣減興免空蝕蜂，孔身確斷面尺寸窯小關(guān)門籮時水鳳壓力售大,對壩予體σ、防滲趨不利進口設(shè)售事故閘據(jù)門兼作談檢修閘墨門，平很時兼用驢作擋水孔斷面禾：圓形即，有利漁改善受膀力和提努高過水失能力4.壩身泄錫水孔的貢形式無壓孔隙：工作虹門、識檢修尺門均角設(shè)于進口工作門坐后孔身頂升健高，泄雞流時聰孔內(nèi)債有自盒由水農(nóng)面——無壓流閘門脊前：虹短有箱壓段泄水耕時孔礎(chǔ)內(nèi)承孤受靜園水壓米力，必關(guān)門漿時孔堵內(nèi)無柿水，逃明流篩段可鑼不鋼眼板襯終砌，債施工盈方便但孔斷足面尺寸漠大，對秘壩體削應(yīng)弱大5.壩身怖泄水餅孔布省置布置架原則宣：正雀常運爭用前幻玉提下盡量一孔多上用：灌溉+發(fā)電；佛防空+排沙+導(dǎo)流具體布絕置：泄洪沾孔——主槽繩部位鮮，較濟寬河歌谷宜博在非講溢流桑壩段橋中，擾深孔翁出口不宜潔在溢流尾壩面夏上孔口不堤能太大曠，泄量眼大時可私布置為雙層，但注米意交匯尼處空蝕進口高詠程：滿抽足泄洪地要求下已盡量高雜些，減知小門壓茶力和洞說長，具鋸體而言今：灌溉脈孔應(yīng)與灌技區(qū)在同未一側(cè)▽孔進口根據(jù)腳▽壩后磨渠首確定院，或叨根據(jù)陽泥沙神、水填溫情控況分挨層設(shè)慢進水權(quán)口發(fā)電葬進水惹口應(yīng)根叉據(jù)發(fā)仙電和稠泥沙歪要求資確定財，一哪般設(shè)朵于水紡庫最吹低水炒位以侵下一跡倍孔肥口高論度處盞，并算高程贈最終販泥沙剛高程1m以上冊。排沙孔盡量五靠近倡電站裕、灌托溉進帖水口放空見、導(dǎo)睛流孔檔進口讓一般滑較低6.有壓泄溫水孔組成：原進口段明（進口賊曲線羽段、天閘門橋槽段香、漸化變段越、平具壓管陣、通理氣孔）洞罪身段畫、出池口段1）進巡壽口段仿曲線嫌：進口雙曲線帽段—橢圓or圓弧橢圓弓長軸悅水平or上傾待約12度頂曲昂線：A=霉h（孔高or孔徑側(cè)曲消線：A=熄B（孔既寬）圓弧半嶄徑：R>袖2D有壓雄泄水賤孔2）閘君門槽軍段矩形銳兆緣閘門——適于V<躲10蚊m/近s矩形收斬縮形門槽——適于v大時門槽飛形式遞尺寸寬深比錯距耽△=（）W導(dǎo)角炎半徑r=窩0.城01塊D下游邊火墻坡率1:候1-評1:時12有壓順泄水漏孔3）漸自變段孔身——圓形斷祝面，R大、坡受力勺條件威好閘門處公斷面——矩形需設(shè)漸僑變段——矩形→程圓形漸變段火長=(1拿.5-太2.0碌)D(孔徑or孔寬)且邊壁屑收縮率=1記:5屯-1脾:8漸變方告式：矩直形四角狀加圓弧有壓所泄水?dāng)?shù)孔4）通氣糧孔作用：鋪檢修前葵，檢修李門閉工作門便開啟放晃水時，院向孔內(nèi)撇補氣斷面葬積：一般=泄水孔糖斷面積貍的0.碧5%綢-1謠%并大于隙平壓管搜、檢修腸排水管孝的斷面手積通氣怖孔進終口須識與大見氣連給通，性并與座啟閉洞機室授分開籍。有壓贈泄水銜孔5）平饞壓管作用：扔檢修完生畢提起肉檢修門膨前向二門間惕充水，們平衡檢累修門前鋒水壓減小啟短門力管徑d由管流涂公式確累定：平壓管帽充水時桃，通氣肝孔排氣有壓鞋泄水吃孔6）泄鋤水孔駕底坡i一般貨緩坡覆，按袍施工擋運輸插、檢托修排耐水要廈求確喬定沿孔軸猾線底坡包變化時顫，采用技圓弧曲戰(zhàn)線連接曲線半劃徑≥5D有壓泄臟水孔7）出稈口段出口漸壇變段—圓形攔→出伴口矩吩形斷毯面且出火口斷歐面收視縮——防止空景蝕收縮率萌：A出口/A孔身收縮果方式枕：頂總部設(shè)諒壓坡纏段，橡坡比1:嫌10兵-1捎:1仿5有壓蔥泄水答孔8）水力洗計算1）泄蔽水能查力——孔流公循式）孔保內(nèi)壓視坡線——孔頂沿膏程測壓排管水頭隸線規(guī)范要罰求：任傍意斷面~不得盈小于2m高水您柱7.無壓子泄水?？捉M成：趣進水口中段、無麻壓明流糞段、出口窗段、嘩通氣格孔1）進水刷口段：頂部1/解4橢圓段昌（AB段）道：長半康軸a=錘h2（檢胡修門泛處孔創(chuàng)高）短半屯軸b=捆a/膝3在曲押率=s壩1處接壓敬坡段s1駕=B贈CS1斜率=1標(biāo):4百.5、5.5、6.押5（檢修咱門前S2斜率=1糖:4、5、6（檢修迎門后）無壓爪泄水淚孔2）無壓言段洞頂兵凈空孔頂窮矩形款：凈浪空高坑度=（）hmax不摻塘氣孔頂尖拱形昂：拱償腳距柿水面晶高度=（）h不摻北氣底坡i直線：i>亭ik拋物香線：y=1下5.5席y1/晃2或y=盟x2/6HH—工作雙閘門島孔口哈中心俯線處除水頭無壓泄予水孔3）通氣械孔二個檢修桑門后立通氣厲孔、饑平壓慈管同揉于有急壓孔工作門呈后設(shè)通府氣孔，啦正常泄側(cè)流時補秘氣通氣浩孔斷涂面積:a≥夾A1產(chǎn)0%或a=0桃.09啊VwA/VaVw—呈—水流斷侵面平均朝流速；Va騎——通氣術(shù)孔允尋許風(fēng)跌速；A工作扶閘門潔處泄繞水孔荒斷面無壓泄謠水孔4）水力橡計算過水植能力——有壓孔通流式中μ——計入仍至工欣作閘咸門處豎水頭瘡損失（有門視槽）或μ=0限.9-挺0.9裳5(當(dāng)壓力炭短管長撕度≤10仇h孔高)無壓饑段水恒面線嫂計算5）出口—只設(shè)步閘墩事、水咳流擴貫散消濾能設(shè)野施二、拱拳壩的泄桶水孔按其在咸壩身高杯度上的新相對位糠置分中王孔、底滑孔兩種境。中孔在壩熱身的窯中、茅上部柜；其多特點財是當(dāng)疲庫水構(gòu)位低判時仍稻有一駁定泄株流能找力。底孔設(shè)置象在壩允身底剃部，接用來贈放空萄水庫劍、沖澇沙排共淤、素輔助漢泄洪剝及施蝕工導(dǎo)括流等刷。4.4岸邊毯溢洪冒道溢洪道問是水利卡樞紐中詞的一項洋主要建濟筑物,它泄殃洪起壇著保晝護大最壩安奮全的領(lǐng)重要勵作用駱。設(shè)河閉岸溢盾洪道浩的原決因：1）土壩犯本身不分能泄水2）河谷銅狹窄，艷廠壩爭還位3）壩綠身泄恩水能訊力不瘦足,另設(shè)泄拘洪道（犁如支墩壩等插輕型膏壩）溢洪道升通常是掩開敞的書，其宣繡泄能力晌與堰上液水頭的3/煮2次方鑰成正抱比，昆故超作泄能曲力大局；其牢次，把閘門指承重伸水頭蝕壓力令較小矩，操劇作方蜂便，欲工作蠅安全腔可靠狠。一、曬岸邊柜溢洪猶道的陪型式（1）正毛槽式（2）側(cè)槽鋒式（3）豎井遼式（4）虹窗吸式二、岸澇邊溢洪圖道位置逃的選擇應(yīng)全面喂考慮地淹形、地政質(zhì)、樞要紐布置互、施工衡、運行辟條件扣，通啦過幾支個方己案的陳技術(shù)綁經(jīng)濟答比較晝來確定。1、地形跡：利用毫樞紐慈附近紗合適類的馬券鞍形扇埡口狠，如姨無埡括口可醒利用樸中緩啦的岸散坡；休在坡豈陡情氣況下論，選游用側(cè)趨槽式雕。3、樞紐才布置：溢啄洪道田進口挎應(yīng)位幻玉于水禍流順換暢處杠，且尺與土劑石壩苗應(yīng)存永有相郊當(dāng)?shù)难劬嚯x扭；如枯太近慨，則跟須加土設(shè)導(dǎo)核墻（陡或加降強臨采近壩崗坡的營護坡妹），省溢流花堰前用加引考水渠橡應(yīng)較慘短，速以減知少水境頭損粱失，悠提高版泄水現(xiàn)能力管。下游出話口，應(yīng)頑與土石插壩的壩環(huán)腳及其驚它建筑各物保持幟一定的李距離，拋太近則粗須增設(shè)桶合適的妙防護建岔筑物。2、地巧質(zhì)：近力爭綿布置幕在較屑堅固膛穩(wěn)定粗的巖禁基上另，如臥土基昌應(yīng)布征置在瞇挖上衛(wèi)，還欠須進桑行地匙基處掠理，醒如巖府基有最斷層燙，破折碎帶爺?shù)葢?yīng)末摸清翻情況倒，采社取合狗理的疫加固養(yǎng)措施貍，如沒風(fēng)化淚層太沖厚或祝挖方飄過多內(nèi)會引貪起山曾坡坍蜂塌，資可考扇慮采凱用隧氏洞泄喪洪。4、施工慚條件：畝開挖方嘗量是較腐大的，懇對出渣途路線及蝴堆料場賠都要合使適地布里置，有?？赡芾杂瞄_挖綁的土石居方量來盲填筑土奧石壩，眨避免各旗建筑物鹿施工相愧互干擾角。三、正約槽溢洪其道簡介正槽濱式溢燦洪道召通常事習(xí)慣蜘上也梯叫開煉敞式不溢洪希道，遇由進威（引些）水粱渠、甚控制錦段、語泄槽居、出鈔口消久能段精和尾忍水渠驢等部怪分組各成，劍如圖輩所示李。正槽懶溢洪弦道布暢置圖（1）進水著渠進水冊渠也攤稱引扣水渠哥，它恐是水爹庫與頓控制閘段的料連接臘段，限具有釘引水亭和調(diào)睜整水袋流的紀作用居。（2）控制船段控制段負一般包搶括溢流雪堰、閘鳳墩、邊能墩和上么部結(jié)構(gòu)針等。溢淘流堰一斬般較低議，常采喪用實用臨堰、寬廚頂堰或掘駝峰堰,堰頂設(shè)乏置工作理閘門，游可提高饅控制泄鉆流能力雨，泄流隙時開啟類閘門即欣可得到份較大的睛初期泄頌量。(a)寬頂逗堰(b強)實用堰(c)駝峰堰正槽式兆溢洪道謝上常用粉的三種松溢流堰屆型（3）泄休水槽泄槽臉是開忠敞式門溢洪跟道的騾控制菜段與臟消能域工之聰間的綢泄水競渠道唇，因枕渠底已坡度睛較陡恒，又伙稱陡梯槽。捉泄槽葡主要肺由槽忠底板扇和兩咱側(cè)的煮邊墻妙組成漂。（4）出乖口消屈能段珍及尾詢水渠正槽溢躁洪道常辟用挑流漸鼻坎消矮能形式調(diào)。這樣古沖刷坑蝴將遠離偷泄洪建少筑物，泳有利安孕全。某溢夕洪道鞋結(jié)構(gòu)四、耀非常澡泄洪敢措施實踐輔證明漿：可委能出蠟現(xiàn)的奪最大傘洪水龜比設(shè)吼計中軍采用工的攪萬閥年一怖遇的蹈洪水悶還要勾大，愁其原障因：1、設(shè)筐計采碼用的源萬年性一遇欄洪水背是調(diào)亦查資止料經(jīng)斯過處理票后得般到的標(biāo)，歷夸史上多是否娛出現(xiàn)幼過比搖這更大的洪杰水，很遙難說2、人敢類對轉(zhuǎn)生態(tài)凡環(huán)境碼的破罵壞，吧尤其須是亂升砍濫符伐森林，咐使洪水頭徑流、遣匯流的瞇時間更控短，洪水更賄集中協(xié)，峰闖值更勺大。為此，無從工程甲安全和風(fēng)經(jīng)濟利壁益全面惑考慮，英大中型祝水庫除飽有正常伏（主要龜）溢洪兇道之外豈，加設(shè)侍非常（袋輔助）念溢洪道稅是非常唯必要的偷。由于浮這種蹲特大打洪水伏畢竟恥是極枕少出捷現(xiàn)的部，泄圍流時密間也歷比較尸短，腥所以沫，非甚常溢燒洪道粱的構(gòu)因造應(yīng)炕盡可助能的屯簡單但，以摩節(jié)省肚投資廊。一般情桑況:泄槽買不必房誠襯砌,下游帝不作歷消能奧設(shè)施,并允姥許溢診洪道退及其貍附屬秀建筑俘物局勉部破豈壞，留只要求席保證井大壩演安全捏，水級庫不的出現(xiàn)再重大疾事故降。目前常增用的非萬常溢洪傻設(shè)施：①加饞高主古副壩鏡，提晉高水罰庫蓄霜水能做力；②加大綿原溢洪練道的泄堵量；③增鐵設(shè)非江常（葛泄洪抖）溢璃洪道次；④破副速壩，保市主壩。非常屬溢洪蛋道漫流唉式自潰式漫頂自紀潰式引沖團自潰葵式爆破知引潰麗式返回返回4.差5水閘一、穗水閘適的功曉能平原地混區(qū)的取概排水，然需低水粘頭的擋夠水泄水窮建筑物把。水閘很和滾水撕壩為常游用水工話建筑物便，稱閘它壩工程迎。二、剪水閘荷的類鎮(zhèn)型水閘按吃規(guī)模有大（Q＞100叼0m3/s），中（Q=緣瑞10作00～100、m3/s）；?。≦＜100矩m3/s）。（一）悼水閘按騰其所承姨擔(dān)的任鳥務(wù)分類1、攔男河閘拴（節(jié)走制閘藝）2、進交水閘鋒（渠春首）3、泄擺水閘4、排水駱閘5、分洪榴